学习分析中的时间 dropout 风险:动态与早期窗口表示下的和谐生存基准
机器学习
2026-05-26 v2 人工智能
摘要
学生 dropout 是学习分析中的持久关注点,但比较性研究常在异构的协议下评估预测模型,优先考虑判别性而非时序可解释性和校准。在本研究中,我们引入一个以生存为导向的基准,用于建模学生 dropout 风险,使用 Open University Learning Analytics Dataset (OULAD)。比较两种和谐化的方案:一种是动态每周方案,使用 person-period 表示的模型;另一种是可比连续时间方案,包含更丰富的模型族——树基生存、参数化和神经网络模型。评估协议集成了四个分析层次:预测性能、消除实验、可解释性和校准。结果在每个方案内分别报告,因为单一的跨方案排名在方法论上并不合理。在可比方案内,随机生存森林在判别和特定时间窗口的 Brier 评分中领先;在动态方案内,泊松分段瞬时模型在紧凑的五家模型族中以集成 Brier 评分略胜一筹。无回抽 bootstrap 抽样变异性使这些位置符合方向性信号而非绝对优势。消除实验和可解释性分析在所有模型族中收敛于一个共享发现:占主导地位的预测信号并非主要来自人口统计或结构特征,而是时序和行为特征。校准也在较优判别模型中证实了这一模式,除了 XGBoost AFT 外显示出系统性偏差。这些结果支持在学习分析中使用和谐化、多维基准的价值,并将 dropout 风险 situate 为一种时序行为过程而非静态背景属性的函数。
关键词
引用
@article{arxiv.2604.08870,
title = {Temporal Dropout Risk in Learning Analytics: A Harmonized Survival Benchmark Across Dynamic and Early-Window Representations},
author = {Rafael da Silva and Jeff Eicher and Gregory Longo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.08870},
year = {2026}
}
备注
34 pages, 14 figures, 18 tables. Includes appendix with reliability diagrams, sensitivity analyses, and dataset audit tables